33 Развитие жизни на земле. Криптозойный эон (архейская и протерозойская эры).

Докембрий (Криптозой)

Докембрий длился почти 4 млрд лет. В этот отрезок времени на Земле произошли значительные изменения: Кора остыла, появились океаны и, что самое важное, появилась примитивная жизнь. Однако следы этой жизни в палеонтологической летописи редки, поскольку первые организмы были мелкими и не имели твёрдых оболочек.

На докембрий приходится большая часть геологической истории Земли — около 3,8 млрд лет. При этом его хронология разработана гораздо хуже, чем последовавшего за ним фанерозоя. Причина этого в том, что органические остатки в докембрийских отложениях встречаются крайне редко, что является одной из отличительных особенностей этих древнейших геологических образований. Поэтому палеонтологический метод изучения не применим для докембрийских толщ.

1. Архейский эон (4,6 — 2,5 млрд лет назад)

Исследования метеоритов, горных пород и других материалов того времени показывают, что наша планета сформировалась примерно 4,6 млрд лет назад. До этого времени вокруг Солнца был только размытый диск, состоящий из газа и космической пыли. Затем, под действием силы притяжения пыль стала собираться в небольшие тела, которые в итоге превратились в планеты.

На протяжении многих миллионов лет на Земле не существовало никаких форм жизни. После архейского эпизода расплавления верхней мантии и её перегрева с возникновением в этой геосфере магматического океана вся первозданная поверхность Земли вместе с её первичной и изначально плотной литосферой очень быстро погрузилась в расплавы верхней мантии. Атмосфера в то время не была плотной и состояла из ядовитых газов, таких как аммиак (NH3), метан (CH4), водород (H2), хлор (Cl2), сера. Температура её достигала 80°С. Естественная радиоактивность была во много раз выше нынешней. Жизнь в таких условиях была невозможна.

4 млрд лет назад Земля предположительно столкнулась с небесным телом размером с Марс (с планетой Тейя). Столкновение было таким сильным, что образовавшиеся при столкновении обломки были выброшены в космос и образовали Луну. Образование Луны способствовало появлению жизни: она вызывала приливы, способствовавшие очищению и аэрации морей, и стабилизировала ось вращения Земли.

Первые химические следы жизни возрастом примерно 3,5 млрд лет были обнаружены в горных породах Австралии (Пилбара. Позднее органический углерод был обнаружен в породах, датируемых 4,1 млрд лет. Возможно, жизнь зародилась именно в горячих источниках, где было много питательных веществ, в том числе и нуклеотидов.

Жизнь в архее развилась до бактерий и цианобактерий. Они вели придонный образ жизни: устилали дно моря тонким слоем слизи.

1.1.Катархей

Вновь образованная в катархее Земля имела очень высокую температуру из-за экстремального вулканизма и частых столкновений с другими небесными телами, но в конце концов начала остывать.

Катархейский эон (др.-греч. κατἀρχαῖος — «ниже древнейшего»), 4,6—3,8 миллиардов лет назад, известен как протопланетный этап развития Земли. Охватывает первую половину архея. Земля в то время была холодным телом с разреженной атмосферой и без гидросферы. В таких условиях никакой жизни появиться не могло.

Во время катархея атмосфера не была плотной. Она состояла из газов и паров воды, появлявшихся при столкновении Земли с астероидами.

В связи с тем, что Луна тогда была слишком приближена (всего на 17 тысяч км) к Земле, сутки длились недолго — всего 6 часов. Но, по мере отдаления Луны, сутки стали увеличиваться.

1.2.Эоархей

Длился 4—3,6 млрд лет назад. Возможно, прокариоты появились уже в конце эоархея. Кроме того, к эоархею относятся древнейшие геологические породы — формация Исуа в Гренландии.

1.3.Палеоархей

Палеоархей (от др.-греч. παλαιός — «старый» и ἀρχαῖος — «древний») продолжался с 3,6 по 3,2 млрд лет назад. В Австралии найдена самая древняя форма жизни, относящаяся к этой эре — хорошо сохранившиеся остатки бактерий возрастом 3,46 млрд лет.

1.4.Мезоархей

Мезоархей (от др.-греч. μέσος — «средний» и ἀρχαῖος — «древний») длился 3,2—2,8 млрд лет назад. В мезоархее уже встречаются строматолиты.

1.5Неоархей

Неоархей длился 2,8-2,5 млрд лет назад. В этом периоде появился кислородный фотосинтез, который стал причиной кислородной катастрофы, случившейся в палеопротерозое. В этом периоде активно развиваются бактерии и водоросли.

2. Протерозойский эон (2,5 млрд — 543 млн лет назад)

Протерозой (греч. πρότερος — первый, старший, греч. ζωή — жизнь) — ознаменован возникновением сложно устроенных растений, грибов и животных (например, губки). Жизнь в начале протерозоя по прежнему была сосредоточена в морях, так как условия на суше были не совсем благоприятными: атмосфера состояла преимущественно из сероводорода, CO2, N2, CH4, и совсем малого количества O2.

Однако, бактерии, жившие в то время в морях, стали вырабатывать O2 в качестве побочного продукта, и 2 млрд лет назад количество кислорода уже достигло устойчивого уровня. Но резкое увеличение кислорода в атмосфере привело к кислородной катастрофе, которая привела к изменению органов дыхания у организмов, населявших в то время океаны (анаэробные сменились аэробными) и изменению состава атмосферы (образования озонового слоя). Вследствие уменьшения парникового эффекта на Земле наступило длительное Гуронское оледенение: температура опускалась до −40°С.

Дальнейшие ископаемые останки первых многоклеточных встречаются уже после оледенения. В то время океаны населяли такие животные как сприггина (Spriggina) — червеобразные животные, имевшие головной и задний концы. Такие животные, возможно, стали предками современных животных.